10月29日，环保设备江苏某游乐场的无动力飞椅螺丝掉落，游客被砸伤。9月29日，山东某亲子乐园的游乐设备因螺丝松动，导致十几斤重的铁盘脱落，一名幼儿被砸伤……
用于游乐设施的螺丝经历振动和摇晃的次数是普通螺丝的多倍，因此螺丝防松一直是游乐设施建设的重大课题。为了增大螺丝的紧固能力，最新版的《大型游乐设施安全规范》（标准号：GB8408-2018）“的制造与安装”一章中补充了“螺栓及销轴链接”等的相关内容，提出“增加高强度螺栓允许预紧力及拧紧力矩的值”，也就是通过增加预紧力来增加螺纹间的摩擦力，最终达到摩擦防松目的。
而“唐氏螺纹”发明人唐宗才先生对通过增加预紧力来增加螺纹间的摩擦力这样的措施不置可否，因为增加摩擦力实际上就是增加斜面上物体的重量，但是斜面上物体是否下滑取决于斜面的角度和斜面的摩擦系数，和斜面上物体的重量无关，换句话说，就是螺纹是否松动与摩擦力无关。他认为这种思路仍然局限在传统的紧固思维里，不能突破固有思路正是螺纹防松面临的大问题。
能否换一种思路解决螺丝纹防松问题，从而减少安全隐患？带着这个问题，我们来到安徽唐氏螺纹紧固件有限公司，向唐宗才先生了解公司围绕螺纹结构防松问题开展的新型螺纹的研发。
01
大胆创新，小心求证
1985年，唐宗才从华中科技大学电气自动化专业毕业后被分配到马鞍山市马钢中板厂工作。有一天，他看到车间的行车设备从轨道上脱落，检查后发现，原来是轨道螺栓松动造成的。与此同时，他注意到，每次车间班次交接时，为了检查机器设备的螺栓松动情况，都需要投入巨大的工作量，并且只能由经验丰富的操作工完成。这两件事对唐宗才的触动很深，他既困惑于小小螺栓的防松问题为什么难倒整个车间，又萌生出设计一款不会松动的螺栓的想法。
研究了诸种传统螺栓防松方式，唐宗才发现，无论是增加摩擦力还是设置机械装置，又或是考虑将螺纹副直接铆死或焊死的方法，人们都是在用“堵”的方式来解决螺栓的防松。唐宗才认为，“堵”不如疏，几百年来成千上万种“堵”的防松方法的出现恰恰证明螺纹防松问题没有根本解决。
偶然一次机会，为了加固自行车脚蹬，唐宗才将两颗螺母合并在一起，他突然灵光乍现，既然这种双螺母组合的效果不错，那么将螺母换成一左一右，防松效果会不会更好。结构很快就想出来了，新的螺栓由作为紧固螺母的右旋螺母和作为锁紧螺母的左旋螺母共同防松，因为方向不同，紧固螺母的松退力变成锁紧螺母的拧紧力，螺纹防松效果大大提高。
问题又来了，传统螺栓上的螺纹都是一种旋向，要么左旋、要么右旋，而且是连续的、等截面的。然而，想要兼顾两种旋向的螺母就必须要改变螺纹的基本结构，一种新型“双旋向、非连续、变截面”的螺纹被设计出来，唐宗才找到了解决螺纹防松的答案。
（唐氏螺纹设计原理）
02
创新需千分之一，
求证却需千分之九十九
想法到成果的距离并不近。唐宗才说，“从开始研究后，每一篇与螺丝、螺纹相关的论文我都看，每一本关乎螺丝设计的书都是我的菜”。1996年，唐宗才成功将两种旋向复合在了一段螺纹上，完成了“唐氏螺纹”的设计雏形。
然而，当唐宗才拿着自己的“理论成果”找国内一流的生产厂家制造模具时，一盆凉水又浇了下来。现有的设备与“唐氏螺纹”不适配， “唐氏螺纹”的批量化生产又止步了。周围人劝他放弃，但他坚持不退缩。唐宗才重新思考了整个技术路径，学着画机械制图，请来机械专业的朋友，共同研究设计方案，终于将“唐氏螺纹紧固件”生产出来。
唐宗才明白，要想实际应用到各类设备中，新型螺纹还得经得过检验。当时，质疑最多的就是“唐氏螺纹”的强度问题。因为和普通螺纹相比，唐氏螺纹的受力面积大大减小了，理论上看其强度必然也会减弱，是不是“绣花枕头”还得靠实践验证。于是，唐宗才在武汉、上海、北京多地实验检测，发现同等材质、同等直径的“唐氏螺纹”强度达到普通螺纹平均值的95.38%，就是说“唐氏螺纹”的强度值基本不下降。原来螺纹强度与螺纹结构有着直接的关系，唐氏螺纹使各螺纹段的受力更均匀，反而对强度没太大影响，漂亮的数据直接证明了螺纹的防松能力，也给唐宗才打了一针强心剂。
1998年，唐宗才成立了唐氏螺纹紧固件有限公司，2006年，公司产品“唐氏螺纹紧固件”获国家创新基金扶持；2007年，被认定为安徽省高新技术产品。同年，又被认定为安徽省重点新产品。
（产品认定证书）
03
大巧破难，以柔克刚
在讲述“唐氏螺纹”背后的设计思维时，唐宗才说，“其实我的设计是典型的中国思维，左旋螺纹和右旋螺纹属阴阳两极，阴阳是相互转化、相互制约的。我们擅长于化解和转化，我们可以‘以柔克刚’地解决问题，这是中国人特有的思维方式”。深析其原理，确实展现出了道家所主张的顺其自然、万物相生相克理念。在振动、冲击的情况下，紧固螺母会发生松动的趋势，但是，由于紧固螺母的松退方向是锁紧螺母的拧紧方向，锁紧螺母的拧紧恰恰阻止了松退。
从螺纹防松角度来看，广受推崇的“哈德洛克”（HARDLOCK）螺母是依靠增大摩擦力防松偏心式螺母，依然属于传统防松方式。在冲击振动的条件下，螺母仍会松脱。而“唐氏螺纹”紧固件是纯结构防松，利用左旋和右旋螺纹自身的矛盾性和反向运动来防松，虽然减小了螺纹的受力面积，但却保持了螺纹的强度，创造了真正“不会松动的螺栓”的神话。
(唐氏螺纹的具体应用)
在2008年，“唐氏螺纹”已全部被收录于《机械设计手册》（化学工业出版社）第五版第二卷。同时，产品推向市场后，广泛应用在轨道交通、重卡汽车、工程机械、风力发电等众多领域。公司与陕西汽车控股集团有限公司、上海龙工集团、上海铁路局、宝武集团等企业达成了长期合作。2014年，唐宗才获得了中国发明协会颁发的第八届中国发明创业奖，2016年，又相继登上《人民日报》和中央电视台等中央媒体。
把“以柔克刚”思维运用在螺纹上，唐宗才是第一人，不仅是传统螺纹结构的重大突破，也是螺纹防松方式的重大突破。同时，也是中国面向全世界、在机械基础理论领域迈进的重要一步。
（发明创业奖证书）
04
大国工匠，敢为人先
一路走来，耳边的声音纷繁复杂。听过亲朋好友的不支持声，听过厂家对螺纹生产的拒绝声，也听过行业内专家怀疑声。但是唐宗才说，“我不在意，我的每一步都是在做证明题，只要不能证明我是错的，我就一直会走下去”。凭借着这一份执着与专注，唐宗才终于实现了自我证明。几十年的坚持让唐宗才自己也不禁感慨年轻时的狂热，“现在也不敢想象，但当时确实一心只在这上面”，至于怎样坚持下来的，他说，“可能我们那一代人都有苦行僧的想法，那时候大家的满足感其实是通过工作的小成就获取的”。所以，研发的路虽苦，但是他甘之如饴。
（五一劳动奖章）
面对未来，前路还待开拓。现有的防松理论与唐宗才的理论并不兼容，还不能解释螺纹防松所出现的问题。从一名研发人员转变为“产品推销员”，唐宗才还面对着很多挑战。但无论如何，唐宗才表示他不会忘记初心，他说一开始推出产品就是为了继续支撑自己的研究，这一点未来也不能改变。
下一步，他要继续“唐氏螺纹”的精进工作，要让它能满足未来更多领域的需求，还要推进理论研究，消除当前螺纹领域的理论谬误。他说，“回首望去，我们走过的都是曲曲折折的弯路，但我们并不能保证现在所走的路就是直路，我们唯一能做的就是不断调整、坚持不懈地走下去。”
图文｜宋茜茜 李想
排版｜刘逸飞
审核｜林薇、张祺雪
公众号｜大美V视
